问题 问答题

某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即

1
2
mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.

如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.

用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.

(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为______cm.

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=______.

(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量△EP=______,动能的增加量△EK=______.

答案

(1)根据刻度尺的读数原则,可知其读数为:65.0cm.

故答案为:65.0.

(2)物体从B点平抛,所以有:

x=v0t      ①

h2=

1
2
gt2   ②

联立①②解得:v0=x

g
2h2
  

故答案为:x

g
2h2

(3)重力势能的减小量等于重力做功:△Ep=mgh=mg(h1-h2

动能增量为:.EK=

1
2
m
v20
=
mgx2
4h2
  

故答案为:△EP=mg(h1-h2),△EK=

mgx2
4h2

单项选择题
判断题